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关于液体的粘度,你get到哪些知识?

2021-05-19作者:浏览次数:7776

粘度的概念

粘度描述了液体的流动阻力并与流体内的内摩擦力有关,是流体的一种重要特性。剪切流动常见的流动方式,在这种流动中,分层的流体因受到剪切力的作用而相互发生运动。此外力为剪切力形式,其定义为作用在单位流体面积上的力;该外力导致在样品厚度方向上形成一个速度梯度,也就是所谓的切变速率。与此流程有关的切变粘度或动态粘度以剪切应力与切变速率之间的比值表示。


材料粘度的测试

对于大多数产品来说,都需要粘度在低切变速率下保持较高水平,以防止沉淀或坍落;但要在高切变速率时变稀,以方便涂装或加工。因此,单次粘度测量不能充分地描述此类材料的粘度,应在一系列的切变速率或应力下材料的粘度,或者至少要在与所关注的流程或应用场合相关的切变速率下测量材料的粘度。非牛顿流体还可能表现出其他现象,例如屈服应力、触变性和粘弹性等,这些现象都会对材料的特性和产品性能产生重要影响。

粘度就是液体的内摩擦。润滑油受到外力作用而发生相对移动时,油分子产生的阻力使润滑油无法进行顺利流动,其阻力的大小称为粘度。它是润滑油流动性能的主要技术指标。绝大多数的润滑油是根据其粘度大小来分牌号,因此,粘度是各种机械设备选油的主要依据。

粘度的表示方法

(1)相对粘度(ηr):ηr=η/ηo

η——溶液粘度;

ηo——纯溶剂粘度;

ηr——相对粘度,溶液粘度相当于纯溶剂粘度的倍数,是一个无因次量。

(2)增比粘度(ηsp):ηsp(η-ηo)/ηo=ηr1

表示溶液的粘度比纯溶剂的粘度增加的分数,也一个无因次量。

(3)比浓粘度(ηsp/c)

浓度为c的情况下,单位浓度的增加对溶液增比粘度的贡献。其数值随溶液浓度c的表示方法而异,也随浓度大小而变更,其单位为浓度单位的倒数。

(4)比浓对数粘度(lnηr/c)

浓度为c的情况下,单位浓度的增加对溶液相对粘度自然对数的贡献。其值也是浓度的函数,单位与比浓粘度相同。

(5)特性粘度([η])

表示高分子浓度趋近于零时、单位浓度增加对溶液增比粘度或相对粘度对数的贡献,其数值不随溶液浓度c的大小而变化。[η]的单位是浓度单位的倒数,即dL/gmL/g


粘度的分类、单位换算

粘度的度量方法分为粘度和相对粘度两大类。粘度分为动力粘度和运动粘度两种;相对粘度有恩氏粘度、赛氏粘度和雷氏粘度等几种表示方法。

1、动力粘度η在流体中取两面积各为1m2,相距1m,相对移动速度为1m/s时所产生的阻力称为动力粘度。单位Pa.s(帕.秒)。过去使用的动力粘度单位为泊或厘泊,泊(Poise)或厘泊为非法定计量单位。

1Pa.s=1N.s/m2=10P=103次方cp1Kcps

ASTMD445标准中规定用运动粘度来计算动力粘度,即η=ρ.υ式中η-动力粘度,Pa.s期目标制ρ-密度,kg/m3υ-运动粘度,m2/s我国国家标准GB/T506-82为润滑油低温动力粘度测定法。该法使用于测定润滑油和深色石油产品的低温(0-60℃)动力粘度。在严格控制温度和不同压力条件下,测定一定体积的试样在已标定常数的毛细管粘度计内流过所需的时间,秒。由试样在毛细管流过的时间与毛细管标定常数和平均压力的乘积,计算动力粘度,单位为Pa.s。该方法重复测定两个结果的差数不应超过其算术平均值的±5%

2、运动粘度υ流体的动力粘度η与同温度下该流体的密度ρ的比值称为运动粘度。它是这种流体在重力作用下流动阻力的度量。在单位制(SI)中,运动粘度的单位是m2/s。过去通常使用厘斯(cSt)作运动粘度的单位,它等于10-6m2/s,(即1cSt=1mm2/s

运动粘度通常用毛细管粘度计测定。在严格的温度和可再现的驱动压头下,测定一定体积的液体在重力作用下流过标定好的毛细管粘度计的时间,为了测准运动粘度,首先必须控制好被测流体的温度,测温精度要求达到0.01℃;其次必须选择恰当的毛细管的尺寸,保证流出时间不能太长也不能太短,即粘稠液体用稍粗些的毛细管,较稀的液体用稍细的毛细管,流动时间应不小于200秒;须定期标定粘度管常数;而且安装粘度管时必须保持垂直。运动粘度国家标准为GB/T256-88,相当于ASTMD445-96/IP71/75

3、恩氏粘度0E我国的国家标准为石油产品恩氏粘度测定法GB/T266-88。这是一种过去常用的相对粘度,其定义是在规定温度下,200ml液体流经恩氏粘度计所需时间(s),与同体积的蒸馏水在20℃事流经恩氏粘度计所需时间(s)之比称为恩氏粘度。

4、雷氏粘度(Redwood)此粘度主要在英国和日本沿用。其定义是以50ml试油在规定温度60℃或98.9℃下流过雷氏粘度计所需时间,单位为秒。

5、赛氏通用粘度(SayboltUniversalViscosity)美国多习惯用这种粘度单位,其定义是在某规定温度下从赛氏粘度计流出60ml液体所需时间,单位为秒。美国标准方法为ASTMD88

6、几种粘度的换算

恩氏粘度与运动粘度的换算

运动粘度υ(mm2/s=7.310E-6.31/0E2)雷氏粘度与运动粘度的换算运动粘度υ(mm2/s=0.26R-172/RR>225s,则用υ(mm2/s=0.26R3)赛氏粘度与运动粘度的换算:υ(mm2/s=0.225SS>285s时用上式。

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